离心泵离心压缩机计算题及答案

1、己知离心式空气压缩机第一级叶轮直径D2=380mm,D=2O2mm：叶轮出11叶片角02人=40,出门叶片数Z=16：设流量系数您=0.233,叶轮转速=1380r/min；a,=90%求叶轮对单位质駅气体所做的理论能头Ht及叶片无限多的叶轮理论能头并加以比较.u.=274.6Ju.=274.6Ju；=75391.54(P卄=0.233Ht=u;(1-(plrctgp2Asin02Z7THt=75391.54(1-0.233c/g40一一sin40)16=75391.54(1-0.233x1.1918-x0.6428)16=75391.54x0.5961=44940.66J/kgHTHT=44

2、940.661_l-0.233ctg400.12420.7223=1-0.17470.12420.7223=1-0.1747=0.8253HtHt_44940.66/T0.8253=54454.68J/kg有限叶片能头Ht=44940.66J/kg无限叶片能头坷8=5445468J/kg己知离心式空气压缩机某级叶轮的尙效流龟加=6.95kg/s,漏气损失系数为A=0.013,轮损失系数为Pdf=0.03。叶轮对单位质量气体作功%=45895J/kg。试计算叶轮对气体做的理论功率、轮阻损失功率、漏气损失功率、叶轮对气体作功消耗的总功率和叶轮对单位质最有效气体的总耗功。解：(1)压缩机消耗的总功率

3、6.95x458951000（1+0.013+0.036.95x458951000（1+0.013+0.03）=332684hvm=6.95kg/sHy=45895J/kgA=0.0130=O.O3漏气损失功率Nf=AmHT/1000=0.013x6.95x45895/1000=4.147bv（3）轮阻损失功率也10001000叶轮对气体作功的功率泌二6.95X45895“8.970加710001000叶轮对单位质最有效气体的总耗功Hm二(1十A十pdf)Ht=(1+0.013+0.03)x45895=47868.485J/kg或Hlol=沧=3空86x1000二47868.489丿/kgm6

4、.95已知单位离心式鼓风机的性能要求：进II压力化=98066.5Pa,出I丨压力几=147099.TPa,进气温度ts=20C,进II容积流Qs=200m7min,气体常数/?=288.4J/(kg-K),绝热指数k=1.4,选取多变效率7pol=0.77,多变能头系数中冋=0.65o试确定叶轮的圆周速度u2o解：(1)求多变指数mm-k-o.77x14-2.695po1k-1.4-1m=l.59(2)求多变能头也H刨二:斗皿（仏）点-1加-1亿1591470997159=yx28&4x293（w）3_i1.59-198066.5=2.695x288.4x293（1.5）371-1=2.69

5、5x288.4x2931.162-l=36892.38/(3)求U2已知离心鼓风机入II压力为1X105Pa（绝），气体温度为20C,出II压力为0.5x109a（表），出I温度为此60C问：此鼓风机的压缩过程指数是多少？答：计算多变指数m加_吃（卩2/卩）_lg（1.5/1.0）万二1一陀/人）一lg（273十60）/（273十20）,得到m=1.461=3.1684某离心压缩机设计介质为乩气，第一级设计条件为化=1.25X105Pa（绝人tx=40C,2二123m/min,H=13200rpm,/?=4121.74J/kgK。现用空气作第一级特性试验，空气进气条件为ps=1.0X105Pa

6、,rv=20C,R=287.04J/（kgK）。求空气试验时的当量转速是多少？答：在压缩机的性能试验中，则此时满足完全相似条件。此时应首先根据M=Ma和k二/相似条件，确定试验转速/与设计转速应满足的关系：其中得到当鼠转速为=1.0287.04x(273,20)20其中得到当鼠转速为=1.0287.04x(273,20)20()4121.74x(273+40)=3370rpm已知长输管道离心压缩机级的设计条件为，介质为天然气，分子量“=168kg/kmol,。进气条件化二6.2MPa（绝对压力），r5=22C,压缩过程的比热比k=1.32,设计点的参数Qs=4.3Nm3/s,Z=0.88,Pd

7、=9.95MPa（绝对压力）,“闷二088,/pol=6693（kj/kg）n=5216rpm,N二15511k仏叶轮外径D.=0.755m。现用空气作为试验介质进行压缩机性能测定试验，己知二1.416,分子量M=28.0kg/kmol,p；二l.OMPa,T=30Co试求性能试验时应采用的转速，并估算与设计点对应时的气龟及试验所需的功率。2解：首先计算设计工质入11状态卜的参数：dik32由=叽严一x0.88=363,得到加=1.38m-k-51.32-183148314R=494.88J/(kgK)fl16.8Li依据公式心扇得到龙xO755x5216/6O瓦2=/一JmZRT,由刚=”刚

8、=0.88,in_k/_=14161=8314=8314=29693/28.0己知人=1.0,由于试验介质和设计介质的k不同，因此应按近似相似计算,丄丄由公式二存,可得到求得=1.672,P；=1.672由公式（2-72）得到试验时的转速yfinZR1.38x0.88x494.88x(273+22)_489可计算试验介质的多变指数1416xO,88=3,OO,m=1.5995、忑z、1丄（Pjn（P；=（】.6。5回十七J佃6.2得到加一1RT,-11.51.5-1x296.93x(273+30)1.67215-152161.5-1Pv3何水析出即叭冬P.2PxPz水气分压Pu水气饱和蒸汽压0

9、=0.87/Ai35)=5.622x103/Aipyl(40=7.375xlO3PPx15.1x107.375x10、lxlO55.1x107.375x10、lxlO50.95lx1055.02625X105二0.964中间冷却器有水析出（2）确定二级缸凝析系数P；（pP、片_1x105-0.87x5.622x1035.1x10s1（3）8小时产生多少公斤水一级吸入湿容器V；=270/w?/h二级吸入湿容器V*=270 x0.964=260.28/3/?水流体积二270-260.28=9.72肿/h根据分压定律PV=mRTRV水柱1x105x9.72AQ/1/tn=6.84k/hRT461.5x3088小时加=6.84x8=54JIkg某空气压缩机工作时，当地人气压为1XlOa（绝）；人气温度20Co已知压缩机的工作容积lOOmVmin,相对余隙容积a=0.05：多变膨胀指数m=1.2；人,舜心=0.9;绝热压缩指数为21.4,试求：（1）若需要实际排气量为80.2m7min，其最高排出压力值可达多少？（2）若此时测得压缩机指示